JP5188424B2 - 液体封入式防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、内部に封入した液体の流動抵抗によって振動を減衰させるようにした液体封入式の防振装置に関し、特に液室やオリフィス通路の構造に係る。

従来より、この種の防振装置としては自動車用のエンジンマウントが良く知られている。その基本的な構造は、エンジン側（被支持側）の第１連結金具と車体側（支持側）の第２連結金具とをゴム弾性体により連結するとともに、このゴム弾性体の変形に伴い容積が変化するように両連結金具間に複数の液室を形成して、それらをオリフィス通路によって連通させている。このオリフィス通路を介して流動する液体の共振現象を利用して所定の周波数域のエンジン振動を効果的に吸収し、減衰させることができる。

ここで一般に、自動車用のエンジンは広い運転領域に亘って使用されることから、エンジンマウントは、周波数や振幅の異なる振動入力に対しての防振効果を求められるものであるが、前記のようにオリフィス通路における液体の流動によって効果的に吸収、減衰される振動の周波数は、そのオリフィス通路の断面積や長さによって概ね決まってしまい、１つのオリフィス通路だけで数種類の振動入力に対して十分な防振効果を得ることはできない。

そこで、例えば特許文献１、２には、互いに断面積や長さの異なる２つのオリフィス通路を設けて、それぞれ異なる周波数域にチューニングすることが開示されている。すなわち、同文献１に記載の防振装置は、主液室と第１の副液室とを仕切る隔壁部材の主液室側に第２の副液室を形成するとともに、それら主液室及び第１副液室を連通する第１のオリフィス通路を例えば周波数１５Ｈｚ未満のシェイク振動に、また、第１及び第２の副液室同士を連通する第２のオリフィス通路は例えば周波数２０〜４０Ｈｚのアイドル振動に、それぞれチューニングしている。

さらに、例えば周波数４０Ｈｚを越える振動入力に対しては、主液室と第２副液室とを区画する弾性膜部材（メンブラン）の変形によって、当該主液室の液圧変動を吸収するようにしており、これにより車室内のこもり音を低減することができる。

尚、特許文献２に記載の液体封入式防振装置では、主液室と第１副液室とを仕切る仕切部材において第２副液室が、前記特許文献１のものとは反対に第１副液室側に形成されていて、この第１副液室との間がゴム製の第２ダイヤフラムによって区画されている。そして、主液室と第１副液室とを連通する第１オリフィス通路が１０Ｈｚ付近のシェイク振動に、また、主液室と第２副液室とを連通する第２オリフィス通路は２０〜３０Ｈｚ付近のアイドル振動に、それぞれチューニングされている。
特許第３４６１９１３号公報 特許第３５６３３０９号公報

ところで、近年では自動車の乗り心地をさらに改善するために、エンジンマウントにおいて従来のシェイク振動よりも高い周波数域でも減衰を高めたいという要求があるが、これに対し、例えば第１オリフィス通路のチューニングを少し高周波側にずらすとすれば、このことは単に減衰作用の高い周波数域を変更するだけであり、シェイク振動の減衰作用は低下することになるから、あまり効果的とは言えない。

また、仮に第１及び第２オリフィス通路の中間の特性を持つ第３のオリフィス通路を設けるとすれば、ここでの液体の共振の影響によりアイドル振動の周波数域で動ばねが急上昇する（所謂動ばねのジャンプ）虞れがあるし、そもそもエンジンマウントの限られたスペースにおいて副液室やオリフィス通路を３つも設けることは、現実的とは言い難い。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば自動車のエンジンマウント等に好適な液体封入式の防振装置において、従来にない広い周波数域に亘って高い減衰作用の得られる構造を提供することにある。

前記の目的を達成するために本発明では、第１及び第２の２つのオリフィス通路を備え、入力振動の周波数によって両者が単純に切り替わるのではなく、以下に述べるような相互作用によって広い周波数域に亘って減衰作用が得られるようにしたものである。

具体的に請求項１の発明では、被支持側の第１連結金具と、これにゴム弾性体によって連結された支持側の第２連結金具と、そのゴム弾性体の変形に伴い容積が変化するように両金具間に形成された主液室と、この主液室に第１のオリフィス通路によって連通された第１の副液室と、を備えた液体封入式の防振装置を対象とする。

そして、上述した従来例（特許文献１、２）のように、前記主液室又は第１副液室のうちのいずれか一方の液室に第２のオリフィス通路によって連通された第２の副液室を備え、その第２オリフィス通路が、前記第１オリフィス通路よりも短いか断面積が大きいかの少なくとも一方とされている場合に、前記主液室又は第１副液室のうちの他方の液室と前記第２副液室との間を弾性膜部材によって区画し、この弾性膜部材には前記他方の液室と第２副液室とを連通するように所定寸法の連通孔を形成する。さらに、前記一方の液室と前記第２副液室との間の区画壁には、これらの液室の液圧を受けて移動して液圧変動を吸収するように可動板を配設している。

斯かる構成により前記の防振装置では、まず、相対的に低周波の振動入力によってゴム弾性体が変形し、主液室の容積が周期的に変化するとき、これにより第１オリフィス通路を介して第１副液室との間を液体が流動するとともに、第２オリフィス通路及び第２副液室を介しても主液室と第１副液室との間で液体の流動が生じる。これは、低周波の振動入力によって生じる液体の流動速度が比較的低いからであり、このときには、弾性膜部材によって区画されている２つの液室同士が連通孔を介して実質的に連通されることになる。

この状態は、第１及び第２オリフィス通路を合わせた１つの仮想的なオリフィス通路によって主液室と第１副液室とが連通されているものとみなすことができ、この仮想のオリフィス通路における液体の共振によって、図４に仮想線で示すように、第１及び第２オリフィス通路各々の単独のピーク（図に一点鎖線で示す）の中間の周波数域には、それらのいずれよりも高い減衰作用のピークが現れるようになる。

すなわち、前記第１オリフィス通路の共振周波数付近では本来の減衰作用が得られないものの、そこから高周波側にかけての広い範囲で高い減衰作用が得られるようになる。但し、そうして周波数が高くなるに連れて、徐々に液体は第１オリフィス通路を流れ難くなる（所謂目詰まり）とともに、弾性膜部材の連通孔も流れ難くなってゆくから、前記仮想のオリフィス通路による減衰作用は徐々に失われてゆき、第２オリフィス通路における液体の共振による減衰作用が支配的になってゆく。

そうして入力振動の周波数に応じて徐々に、第１及び第２のオリフィス通路を合わせた仮想のオリフィス通路の減衰特性から第２オリフィス通路単独の減衰特性に移行してゆくことから、本発明では、図４に実線や破線で示すように、第１オリフィス通路の共振周波数付近から第２オリフィス通路の共振周波数付近にかけての広い範囲に亘って、従来はオリフィス通路の共振周波数付近でしか得られなかったような高い減衰作用が得られるようになる。

したがって、本発明の防振装置を自動車のエンジンマウントに適用する場合、第１オリフィス通路をシェイク振動よりも低い、例えば５Ｈｚ付近の周波数域にチューニングする一方、第２オリフィス通路は従来同様アイドル振動に合わせてチューニングすれば、シェイク振動からアイドル振動までをカバーする広い周波数域に亘って十分な振動減衰作用を得ることができる。

それに加えて前記の構成によれば、前記主液室又は第１副液室のうちのいずれか一方の液室と第２副液室との間の区画壁に可動板が配設されており、この可動板の移動によって前記一方の液室ないし第２副液室の液圧変動が吸収されるようになるから、比較的振幅の小さな振動入力に対しては所謂動ばねのジャンプが生じないようにすることができる。

よって、従来以上にシェイクやアイドル振動等を吸収、減衰しながら、それらの中間の周波数域の振動も効果的に吸収、減衰することが可能になり、車両の乗り心地を改善することができる。

好ましいのは、前記主液室と前記第１副液室とを仕切る仕切部材を備え、この仕切部材に前記第１及び第２オリフィス通路を形成するとともに、前記可動板も配設し、さらに、仕切部材には前記第１副液室に臨んで開口する凹部を形成して、この開口を前記弾性膜部材によって覆うことにより、第２副液室を形成することである（請求項２）。

こうして仕切部材に第１及び第２オリフィス通路と第２副液室とを形成するとともに、可動板を配設することで、構造の簡略化が図られる。また、仕切部材の第１副液室側に第２副液室を設けて、この両副液室間を弾性膜部材によって区画することは、キャビテーションの防止に効果がある。すなわち、仮に主液室と第２副液室との間を弾性膜部材によって区画した場合、この弾性膜部材の連通孔を介して主液室と第２副液室との間を液体が流動するときに強い乱流を生じ、これにより連通孔の付近で主液室に気泡が発生する虞れがあるからである。

より具体的には、前記第１及び第２連結金具の一方が主荷重入力方向に延びる柱状とされ、他方は、該一方の連結金具の外周側に離間した筒状とされている防振装置において、前記仕切部材を前記他方の連結金具の内側に嵌め込んで、前記主荷重入力方向の一側に主液室を、また、他側に第１副室を区画する。そして、その仕切部材の凹部の開口を覆う前記弾性膜部材の略中央に連通孔を形成する一方、その凹部の底壁は、前記主液室と第２副液室とを区画する区画壁として、ここに可動板を配設すればよい（請求項３）。

こうすれば、弾性膜部材の面積を比較的大きく確保しやすい上に、その略中央に形成した連通孔の断面積は、液圧の変動を受けて弾性膜部材が変形しても、あまり大きく変動しないから、上述した発明の作用を安定的に得る上で有利になる。

すなわち、前記連通孔の断面積は、上述のような本発明に固有の減衰作用の現れ方に大きな影響を与えるものであり、具体的には、連通孔の断面積が大きいほど仮想のオリフィス通路による減衰特性に近づく一方、連通孔の断面積が小さいほど、第１及び第２オリフィス通路各々の特性に近づくようになる。本発明者は実験の結果、上述した発明の作用を得るためには、前記弾性膜部材の厚みが１．０〜５．０ｍｍくらいの場合に、連通孔の直径は２．０〜１０．０ｍｍとすればよく、好ましくは３．０〜６．０ｍｍくらいとするのがよいことを見出した。

以上、説明したように本発明に係る液体封入式の防振装置によると、第１及び第２の２つのオリフィス通路の相互作用により、入力振動の周波数が相対的に低いときには両者を合わせた仮想のオリフィス通路による減衰作用が得られるとともに、入力振動の周波数が高くなるに連れて徐々に第２オリフィス通路単独の減衰作用に移行するようになるから、従来にない広い周波数域に亘って十分な減衰作用を得ることができる。

また、比較的小さな振幅の振動入力に対しては、これによる液圧の変動を可動板により吸収し、所謂動ばねのジャンプを解消することができる。

よって、例えば自動車のエンジンマウントとして用いれば、シェイクからアイドル振動等の広い周波数域に亘ってエンジン等の振動を効果的に吸収、減衰することができ、車両の乗り心地を大幅に向上できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明に係る液体封入式の防振装置を自動車用エンジンマウントＡに適用した実施形態を示し、このエンジンマウントＡは、図示しない自動車のエンジン及び変速機（以下、両者をまとめてパワープラントという）と車体との間に介在されて、それらの静荷重を支えるとともに、当該パワープラントからの振動を吸収し或いは減衰させて、車体への伝達を抑制するためのものである。

また、実施形態１のエンジンマウントＡは、図示しないブラケット等を介してパワープラントに取り付けられる概略柱状のインナ金具１（第１連結金具）と、これをゴム弾性体２を介して下方から支持する円筒状のアウタ金具３（第２連結金具）とを備え、このアウタ金具３の下側外周における自動車の前側及び後側にそれぞれ溶接された一対の脚部３０（図には一つのみ示す）によって、自動車の車体サイドフレーム等に固定されるようになっている。

前記インナ金具１は、柱軸線Ｚ方向の中間部に厚肉のつば部１０を有し、その下側には下方に向かって窄んだテーパ部１１が、また上側には軸部１２が、それぞれ形成されている。図の例では、つば部１０の上面及び外周面に各々、後述のストッパ金具６と協働するようにストッパゴム層１３，１４が設けられている。また、軸部１２にはパワープラント側のブラケットが取り付けられ、これを締結するためのボルトがボルト穴１２ａに螺入されるようになっている。

尚、図の例では軸線Ｚがパワープラントの静荷重の入力する方向（主荷重入力方向）に延びていて、この軸線Ｚに沿ってインナ金具１のボルト穴１２ａの下端からさらに下方に延びるように、縦孔１５が穿孔されている。この縦孔１５は、インナ金具１の下端に開口しており、後述する液室Ｆに液体を封入するために用いられる。液体の封入後に縦孔１５は鋼球１６によって封止される。

前記ゴム弾性体２は、その上部がインナ金具１下側のテーパ部１１を覆って加硫接着され、そこから放射状に拡がりながら斜め下に向かって延びる傘状の主ばね部２０と、この主ばね部２０の下端に連続して下方に延びる円筒状の延出部２１とからなり、この延出部２１においてアウタ金具３の内周に連結されている。すなわち、図の例ではアウタ金具３は、内筒３１と外筒３２とからなる二重構造のものであり、その内筒３１がゴム弾性体２の延出部２１に埋め込まれて一体化されるとともに、この延出部２１の外周面が外筒３２の内周面に接着固定されている。

また、ゴム弾性体２の延出部２１の内周は下側で拡径されて、環状の段部が形成されており、この段部を受け部として下方からオリフィス盤４が嵌め込まれるとともに、このオリフィス盤４を下方から覆うようにしてゴム製のダイヤフラム５が取り付けられている。ダイヤフラム５の外周部には補強金具が埋め込まれていて、アウタ金具３の内筒３１の下端に形成されたフランジによって、下方からかしめられている。

そうしてダイヤフラム５によりアウタ金具３の下端開口が閉塞されて、液室Ｆが形成される。この液室Ｆは、オリフィス盤４（仕切部材）によって上下に仕切られていて、その上側、即ち主荷重入力方向の一側が受圧室ｆ１（主液室）に、また、下側が平衡室ｆ２（第１副液室）になっている。オリフィス盤４の構造について詳しくは後述するが、図の例ではその外周に上下二重構造の第１オリフィス通路Ｐ１が形成されて、受圧室ｆ１と平衡室ｆ２とを連通させている。

また、オリフィス盤４の内周側における下側には中間液室ｆ３（第２の副液室）が形成されて、平衡室ｆ２との間をメンブラン４２（弾性膜部材）によって区画されている一方、この中間液室ｆ３を上側の受圧室ｆ１と区画する区画壁には可動板４３が収容されるとともに、この可動板４３の収容室を囲んで円環状の第２オリフィス通路Ｐ２が形成されて、中間液室ｆ３を前記受圧室ｆ１に連通させている。

後述するように、前記の第１及び第２オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２を介して液体が受圧室ｆ１と平衡室ｆ２及び中間液室ｆ３との間を流動することによって、パワートレインからの振動が効果的に吸収、減衰される。また、可動板４３の移動によって、受圧室ｆ１や中間液室ｆ３の液圧変動が吸収されるようになる。

一方、マウントＡの上部には、ゴム弾性体２の主ばね部２０等を覆うように逆カップ状のストッパ金具６が配設され、その下端部がアウタ金具３の上端部にかしめて固定されている。このストッパ金具６の周壁は、インナ金具１のつば部１０のストッパゴム層１４と協働して車両の前後方向のストッパ機構を構成し、同様にストッパ金具６の上端壁は、ストッパゴム層１３と協働して上下方向のストッパ機構を構成する。

尚、図１においてはマウントＡにパワープラントの静荷重が作用していない状態を示しており、ストッパゴム層１３とストッパ金具６の上端壁との隙間は小さいが、エンジンマウントＡが自動車に取り付けられてパワープラントを支持し、その静荷重が加わる１Ｇ状態では、ゴム弾性体２が撓んでインナ金具１が下方に変位するので、前記の隙間は拡大される。

−オリフィス盤の構造−
次に、前記したオリフィス盤４の構造について詳しく説明すると、この実施形態のオリフィス盤４は、図２に拡大して示すように、アウタ金具３に嵌め込まれるドーナツ状の外側部材４０と、その内側に嵌め込まれる内側部材４１とを組み合わせてなり、全体としては厚肉の円盤状とされている。こうして組み合わされたオリフィス盤本体には下方の平衡室ｆ２に臨んで開口する凹所が形成され、この凹所の下端開口がメンブラン４２により覆われて、中間液室ｆ３が形成されるようになっている。

前記外側部材４０は例えば金属製（樹脂製でもよい）であって、円筒状の本体部４０ａの外周面における上端、下端及びその中間部位からそれぞれ鍔部４０ｂ〜ｄが突出して、それらの間に上下二段の環状溝４０ｅ，４０ｆが各々外側に開口するように形成されている。そして、図２の手前に示す周方向部位において、上段の環状溝４０ｅの一端が鍔部４０ｂを貫通する長穴４０ｇに連通し、一方、環状溝４０ｅの他端は傾斜溝部４０ｈによって下段の環状溝４０ｆの一端に連通されている。また、その下段環状溝４０ｆの他端は、鍔部４０ｄの内周寄りの部位を貫通する幅狭の長穴４０ｉに連通している。

また、前記オリフィス盤４の内側部材４１は、概略円板状の底板部４１ａの上面にそれよりも小径の円筒状壁部４１ｂが立設され、その内方には上方に向かって開口する断面円形の凹所４１ｃが形成されている。この凹所４１ｃに可動板４３を収容し、その上方を覆うように蓋部材４４を取り付けれることで、凹所４１ｃ内が可動板４３の収容室となる。そして、この収容室の床部である内側部材４１の底板部４１ａの中央寄りの部位に、図２にのみ符号を付して示すが、厚み方向の貫通穴４１ｈ，４１ｈ，…が形成され、一方、収容室の天井部になる蓋部材４４にも同様に貫通穴４４ａ，４４ａ，…が形成されている。

さらに、前記内側部材４１の円筒状壁部４１ｂの外周面の上端には鍔部４１ｄが突出していて、底板部４１ａの外周寄りの部位との間に概ね全周に亘って、外側に開口する環状溝４１ｅが形成されている。この環状溝４１ｅの一端は、図２の手前に示す周方向部位において鍔部４１ｄに設けられた切欠部４１ｆに連通して、上方に開口する一方、環状溝４１ｅの他端は、底板部４１ａに設けられた切欠部４１ｇに連通して下方に開口している。

そして、図示のように可動板４３及び蓋部材４４を取り付けた内側部材４１を、上方から外側部材４０に嵌め込んで、該内側部材４１の鍔部４１ｄの上面が外側部材４０の上端の鍔部４０ｂの上面と略面一になるように組み付けた後に、これらをアウタ金具３に嵌め込めば、図１に示すように外側部材４０の環状溝４０ｅ，４０ｆの開口がゴム弾性体２の延出部２１により覆われて、上下二重になった螺旋状の第１オリフィス通路Ｐ１が形成される。

こうして形成される第１オリフィス通路Ｐ１の上端は、オリフィス盤４の外側部材４０の鍔部４０ｂの上面において受圧室ｆ１に臨んで開口し（図１にも示す長穴４０ｇ）、一方、下端は鍔部４０ｄの下面の内周寄りの部位において平衡室ｆ２に臨んで開口している（長穴４０ｉ）。この第１オリフィス通路Ｐ１は、オリフィス盤４の外周を２回周回するもので、かなり長いことから、これを介して受圧室ｆ１及び平衡室ｆ２の間を液体が流動するときには、かなり低い第１の設定周波数（例えば５Ｈｚくらい）において液体の共振が発生するようになる。

同様に、前記内側部材４１の第２オリフィス通路Ｐ２も、その上端が内側部材４１の鍔部４１ｄ上面において受圧室ｆ１に臨んで開口する（図１にも示す切欠部４１ｆ）一方、下端は底板部４１ａ下面において中間液室ｆ３に臨んで開口しており（切欠部４１ｇ）、この第２オリフィス通路Ｐ２の長さは前記第１オリフィス通路Ｐ１に比べて短いので、これを介して受圧室ｆ１及び中間液室ｆ３の間を相互に液体が流動するときには、前記第１設定周波数よりも高い第２の設定周波数（例えば２０〜２５Ｈｚくらい）において液体の共振が発生するようになる。

つまり、この実施形態のマウントＡは、基本的には第１及び第２の２つのオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２を備えたダブル・オリフィス型のものであり、その一方が相対的に低周波域に、また、他方は相対的に高周波域にチューニングされている。それに加えて、この実施形態では平衡室ｆ２と中間液室ｆ３とを区画するメンブラン４２に所定寸法の連通孔４２ａが設けられており、液体の流動速度が比較的低い周波数域においては実質的に両室ｆ２，ｆ３同士が連通されるようになっている。

具体的にメンブラン４２は、例えばＮＲ、ＮＲ／ＢＲ、ＩＩＲやシリコーンゴム等、種々のゴム材料を用いて直径が３０〜６０ｍｍくらい、厚みが１．５〜３．０ｍｍくらいの円板状に成形したものであり（この範囲に限定されない）、ゴムの硬度は概略４０〜８０度くらい（ＪＩＳ Ｋ６２５３ Ａ）に設定されている。メンブラン４２の外周縁部は前記オリフィス盤本体（外側部材４０及び内側部材４１）の凹所の下端の開口周縁部に接着等されていて、好ましくはその中央付近を貫通するように円形断面の連通孔４２ａが形成されており、その直径は一例として約４．０ｍｍに設定されている。

詳しくは以下に述べるが、連通孔４２ａが大きいほど、また、メンブラン４２のゴムの硬度が高いほど、液体は連通孔４２ａを流通しやすい。また、メンブラン４２自体が大きければ、平衡室ｆ２や中間液室ｆ３の液圧の変動によってメンブラン４２が弾性変形するときに、連通孔４２ａの大きさ（断面積）はあまり大きくは変動しないので、この連通孔４２ａを介しての液体の流動状態が安定する。この点については、メンブラン４２の略中央に連通孔４２ａを形成することも有利に働く。

−第１及び第２オリフィス通路による減衰作用−
斯かる構成の第１及び第２オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２による減衰作用について、以下に詳細に説明する。まず、エンジンマウントＡの構造を模式的に示すと、図３のように受圧室ｆ１は、第１及び第２オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２によってそれぞれ平衡室ｆ２及び中間液室ｆ３に連通されていて、その両室間ｆ２、ｆ３のメンブラン４２には連通孔４２ａが形成されている。

前記第１オリフィス通路Ｐ１は、シェイク振動よりも低い例えば５Ｈｚくらいの周波数にチューニングされ、第２オリフィス通路Ｐ２はアイドル振動に合わせて、例えば２０〜２５Ｈｚくらいにチューニングされている。また、第２オリフィス通路Ｐ２と並列に可動板４３が設けられていることから、第２オリフィス通路Ｐ２による振動の減衰作用は、周波数によっては低下することになる。

説明の都合上、まずは可動板４３による影響を無視して、２つのオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２による作用を説明する。最初に、前記メンブラン４２の連通孔４２ａが設けられていないと仮定すると、これは一般的なダブル・オリフィス型の構造であるから、マウントＡの減衰作用の周波数特性（以下、単に減衰特性ともいう）は、図４に一点鎖線で示すように、単純に２つのオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２における液体の共振によって、それぞれの共振周波数付近（図の例では５Ｈｚ及び２３Ｈｚ）に独立して減衰のピークが現れるようになる。

一方で仮にメンブラン４２がないとすれれば、第１及び第２オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２を合わせた仮想的な１つのオリフィス通路によって受圧室ｆ１及び平衡室ｆ２が連通されているとみなすことができる。この仮想のオリフィス通路における液体の共振による減衰特性は図４に仮想線（二点差線）で示すようになり、第１及び第２オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２各々のピークの中間の周波数域（図では１５〜２０Ｈｚくらい）に、それらのいずれよりも高い減衰のピークが現れる。

そして、この実施形態のようにメンブラン４２に連通孔４２ａを設けた場合は、図に実線や破線で示すように、あたかも前記２つの特性が合わさったかのようになり、その連通孔４２ａの大きさ（断面積）に応じて両者の中間的な特性を示すようになる。すなわち、同図に実線ａで示すグラフは、この実施形態と同じく連通孔４２ａの直径を４．０ｍｍとした場合であり、破線ｂ１は直径６．０ｍｍの、一方、破線ｂ２は直径２．５ｍｍのそれぞれの場合を示している。

同図から全体的な傾向として、連通孔４２ａの孔径が小さいほど前記のダブル・オリフィス型の特性に近くなり、反対に大きいほど前記の仮想のオリフィス通路の特性に近くなることが分かる。また、グラフａ、ｂ１を対比すると、孔径の増大に応じて低周波側（図の例では１０〜２０Ｈｚ）での減衰作用が高まる一方で、高周波側（同２０Ｈｚ以上）では減衰作用が低下することも分かる。

より具体的に、図示のグラフａ，ｂ１のような特性を有するマウントＡに概略１５Ｈｚ未満の相対的に低周波の振動が入力すると、受圧室ｆ１の容積が周期的に変化して、図３に実線の矢印で示すように第１オリフィス通路Ｐ１を介して平衡室ｆ２との間を液体が流動するとともに、破線の矢印で示すように第２オリフィス通路Ｐ２及び中間液室ｆ３を介しても平衡室ｆ２との間での液体の流動が生じる。すなわち、低周波の振動入力によって生じる液体の流動速度が比較的低いことから、この液体が連通孔４２ａを問題なく流れ、実質的に平衡室ｆ２と中間液室ｆ３とは実質的に連通されているようになる。

この状態では、より短い第２オリフィス通路Ｐ２を介しても液体が流れることから、第１オリフィス通路Ｐ１の液体の共振による減衰作用は低くなるものの、そこから高周波側にかけて前記した仮想のオリフィス通路による高い減衰作用が得られるとともに、この減衰作用は周波数が高いほど高くなってゆく。図示の実線のグラフａでは２０Ｈｚくらいまで、また、破線のグラフｂ１では１５Ｈｚくらいまで、減衰作用は周波数の高まりに応じて強くなっている。

但し、そうして入力振動の周波数が高くなるのに連れて、徐々に液体は第１オリフィス通路Ｐ１を流れ難くなるとともに（所謂目詰まり）、メンブラン４２の連通孔４２ａも流れ難くなってゆくから、実線のグラフａでは１０Ｈｚくらいから、また、破線のグラフｂ１では１３Ｈｚくらいから、徐々に仮想のオリフィス通路による高い減衰作用が失われてゆき、各グラフａ，ｂ１は、それぞれ仮想線のグラフから離れてゆく。

そして、図の例では２０Ｈｚを越える相対的に高い周波数域ではメンブラン４２の連通孔４２ａが実質的に塞がったかのようになって、液体の流動は主に第２オリフィス通路Ｐ２を介して受圧室ｆ１と中間液室ｆ３との間でのみ生じるようになるから、この第２オリフィス通路Ｐ２による減衰作用（一点鎖線で示す）が支配的になると考えられる。

つまり、第１及び第２の２つのオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２の相互作用によって、入力振動の周波数が相対的に低いときには、仮想的な１つのオリフィス通路による減衰作用が得られるとともに、その振動の周波数が高くなるに連れて徐々に第２オリフィス通路Ｐ２単独の減衰作用に移行してゆくようになり、図の例では概略１０〜３０Ｈｚという広い周波数域に亘って高い減衰作用を得ることができる。

尚、図の例では２０Ｈｚ以上の周波数域においてグラフａ，ｂ１のいずれもが一点鎖線のグラフに比べてやや低い減衰を示しており、特に連通孔４２ａの大きな破線のグラフｂ１の方が減衰が低くなっている。これは、比較的高い周波数域でも連通孔４２ａを介しての液体の流動は完全にはなくならず、このことによって第２オリフィス通路Ｐ２による減衰作用が低下するからである。

−可動板による振動吸収作用−
前記のような２つのオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２による減衰作用に加えて、この実施形態では受圧室ｆ１と中間液室ｆ３とを区画するオリフィス盤４の内側部材４１（区画壁）に可動板４３が配設されており、その移動によって受圧室ｆ１や中間液室ｆ３の液圧変動を吸収することができる。

すなわち、図２を参照して上述したように、オリフィス盤４の内側部材４１には可動板４３の収容室が形成されていて、蓋部材４４の貫通穴４４ａ，４４ａ，…を介して上方から受圧室ｆ１の液圧が作用する一方、底板部４１ａの貫通穴４１ｈ，４１ｈ，…を介して下方から中間液室ｆ３の液圧が作用し、各液室ｆ１，ｆ３の液圧が変動すれば可動板４３が上下に移動するようになっている。

そのため、例えばアイドル振動のような比較的振幅の小さな振動が入力するときには、これによる受圧室ｆ１の液圧変動が可動板４３の上下動によって吸収されるようになり、所謂動ばねのジャンプを解消することができる。但し、オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２による減衰作用を十分に確保するために、可動板４３の移動量はあまり大きくはできないので、入力振動の振幅が大きいときには前記可動板４３の作用は限定的なものとなる。

以上より、この実施形態に係るエンジンマウントＡ（防振装置）によれば、第１オリフィス通路Ｐ１を所定の低周波数（例えば５Ｈｚ）にチューニングし、第２オリフィス通路Ｐ２はアイドル振動に合わせて２０〜２５Ｈｚくらいにチューニングしたことで、それら２つのオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２の相互作用によって、所謂シェイク振動からアイドル振動までをカバーする広い周波数域に亘って十分な振動減衰作用を得ることができる。

また、例えばアイドル振動のような比較的小さな振幅の振動入力に対しては、これによる液圧の変動を可動板４３の移動により吸収し、所謂動ばねのジャンプを解消することができる。よって、シェイクからアイドル振動等の広い周波数域に亘ってエンジン等の振動を効果的に吸収、減衰することができ、車両の乗り心地を大幅に改善できる。

具体的に図５は、シェイク振動のように車両の乗り心地に相関のある比較的振幅の大きな振動入力（図の例では、９６３Ｎの予荷重を付与した上で±０．５ｍｍの振幅で加振）を対象として、この実施形態のマウントＡの動ばね及び減衰について調べた結果を、従来一般的なシングル・オリフィス型の液封マウントと対比して示したものである。

まず、同図(b)に示す実線のグラフは、スケールは異なるものの前記図４の実線のグラ
フａと同じであり、２つのオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２の相互作用によって、図に破線で示す従来型の液封マウントに比べて遙かに広い周波数範囲で高い減衰効果が得られることが分かる。このことで、シェイク振動のみならずピッチング等による車体振動も十分に抑制でき、乗り心地が向上する。

また、同図に一点鎖線で示すのは、この実施形態のように可動板４３を追加した場合であり、可動板４３の影響でオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２による振動の減衰作用がやや低下しているものの、その低下幅は小さく、実線のグラフと同様に広い周波数範囲で高い減衰効果が得られることが分かる。

その一方で、前記のようにオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２が１０〜３０Ｈｚの広い周波数域に亘って機能することから、図(a)に実線及び一点鎖線のグラフで示すように、従来まで
のような動ばねのジャンプ（破線で示す）は生じない。特に一点鎖線で示すグラフでは、可動板４３の移動によって液圧変動が吸収されることも相俟って、動ばねの上昇はより穏やかなものになっている。

尚、こうした比較的大きな振幅の振動入力に対しては、仮に従来例（破線のグラフ）のように動ばねが落ち込むと、パワートレイン全体のぐらぐら感が現れる心配があるが、実線及び一点鎖線のグラフには落ち込みがなく、そのような心配はない。

さらに、図６には、アイドル振動に相当する比較的小さな振幅（±０．０５ｍｍ）で加振したときの特性を示す。このような比較的小さな振幅に対しては可動板４３の移動によって振動が吸収されることにより、同図(a)に一点鎖線で示すように低周波から高周波ま
で動ばねが低くかつフラットな特性を示すようになる。よって、アイドル振動等を効果的に吸収し、車体への振動伝達を抑制することができる。

尚、図に実線のグラフで示すように、可動板４３を設けなければ２０Ｈｚくらいに動ばねのボトムが生じるので、これを利用してアイドル振動を可及的に軽減することもできるが、この場合には３０〜４０Ｈｚ以上で動ばねが上昇しており、これによる悪影響が懸念される。また、可動板４３の影響で同図(b)のように第２オリフィス通路Ｐ２による振動
の減衰作用は低下するが、それでも従来例（破線で示す）に比べて高い減衰が得られている。

−変形例−
図７には実施形態１の変形例を示す。この変形例は、オリフィス盤４の具体的な構造が前記の実施形態と異なるのみであり、具体的には、概略円盤状の本体部材４５と、これに組み付けられる円形の天板部材４６とによって、オリフィス盤４を構成している。本体部材４５は、前記実施形態における外側部材４０から鍔部４０ｂを取り除くとともに、同様に内側部材４１からは鍔部４１ｄを取り除いて、両者を例えば金属材（樹脂材でもよい）によって一体成形したかのような構造である。

一方、天板部材４６は、そうして外側部材４０から取り除いた鍔部４０ｂと、内側部材４１から取り除いた鍔部４１ｄとに蓋部材４４を取り付けて、例えば金属材（樹脂材でもよい）によって一体成形したかのような構造である。この天板部材４６を図示のように本体部材４５に上方から組み付けることで、第１、第２オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２及び可動板４３の収容室が形成される。

尚、天板部材４６はダイキャスト等の成形品としてもよいが、板金加工によって制作することもできる。また、図の例ではメンブラン４２の外周縁に金属製（又は樹脂製）のリング部材４２ｂを設けて、本体部材４５に嵌入しているが、これに限ることなく、例えば上述した実施形態１のようにメンブラン４２を接着等することもできる。

（実施形態２）
図８には、本発明の実施形態２に係るエンジンマウントＡを示し、このマウントＡは、構造上は前記した実施形態１においてオリフィス盤４を上下に反転させたものであるから、同じ部材には同一の符号を付してその説明は省略する。

すなわち、この実施形態２のマウントＡでは、前記実施形態１のオリフィス盤４を構成する外側部材４０の内側に、内側部材４１を上下に反転させて下方から嵌め込み、該内側部材４１の鍔部４１ｄの下面が外側部材４０の下端の鍔部４０ｄの下面と略面一になるように組み付けている。こうして組み合わされたオリフィス盤本体には、上方の平衡室ｆ２に臨んで開口する凹所が形成され、この凹所の上端開口がメンブラン４２により覆われて中間液室ｆ３が形成されている。

前記のオリフィス盤４において第２オリフィス通路Ｐ２は、実施形態１のように受圧室ｆ１と中間液室ｆ３とを連通させるのではなく、平衡室ｆ２と中間液室ｆ３とを連通させている。また、中間液室ｆ３はオリフィス盤４において受圧室ｆ１側に設けられ、この受圧室ｆ１との間がメンブラン４２によって区画されている。一方、中間液室ｆ３と平衡室ｆ２とを区画する内側部材４１には可動板４３が収容され、両室ｆ２，ｆ３の液圧変動を受けて移動するようになっている。

そして、この実施形態２のエンジンマウントＡにおいても、上述した実施形態１と同じく第１及び第２オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２の相互作用によって、広い周波数域に亘って高い減衰作用が得られるとともに、比較的小さな振幅の振動は可動板４３の移動によって効果的に吸収され、所謂動ばねのジャンプが解消される。

但し、この実施形態２のようにメンブラン４２の連通孔４２ａが受圧室ｆ１に臨んで開口していると、振幅の大きな振動の入力によって受圧室ｆ１の液圧が大きく変動し、連通孔４２ａを介して中間液室ｆ３との間で液体が流動するときに、受圧室ｆ１強い乱流が生じて、特に連通孔４２ａの付近で気泡が発生する（キャビテーション）虞れがある。この点を考慮すれば実施形態１のような構造とする方が好ましいと言える。

尚、図示は省略するが、前記した実施形態１の変形例（図７参照）のようなオリフィス盤４を用い、これを上下に反転させて配設することも可能である。

（実施形態３とその変形例）
次に図９には、本発明の実施形態３及びその変形例に係るエンジンマウントＡ’の縦断面図を示す。このマウントＡ’は、概略的には前記した実施形態１、２等のマウントＡを倒立させたような構造であるから、形状等は異なっていても同様の機能を有する部材には同一の符号を付する。

同図(a)に示すマウントＡ’は、インナ金具１が車体側（支持側）に連結される一方、
鋳物のアウタ金具３はパワートレイン側（被支持側）に連結されるようになり、それらを連結するゴム弾性体２の主バネ部２０は、上方に向かって拡径する摺り鉢状をなしている。そして、その主バネ部２０に上方からオリフィス盤４及びダイヤフラム５が組み付けられて、液室Ｆ、即ち下部の受圧室ｆ１と上部の平衡室ｆ２とをそれぞれ区画している。

オリフィス盤４の構造は、図２を参照して上述した実施形態１のものと同じであり、それが上下反転して配設されている。すなわち、オリフィス盤４は、外側部材４０、内側部材４１及びメンブラン４２によって構成され、その外周には上下二重構造の第１オリフィス通路Ｐ１が、また、その内周側には中間液室ｆ３とこれを囲む円環状の第２オリフィス通路Ｐ２とが、それぞれ形成されている。

前記第１オリフィス通路Ｐ１は受圧室ｆ１及び平衡室ｆ２を連通させ、第２オリフィス通路Ｐ２は受圧室ｆ１及び中間液室ｆ３を連通させている。平衡室ｆ２及び中間液室ｆ３の間のメンブラン４２には連通孔４２ａが形成されて、低周波の振動入力に対しては実質的に平衡室ｆ２と中間液室ｆ３とを連通させるようになっている。この中間液室ｆ３と受圧室ｆ１とを区画する内側部材４１の内部には可動板４３が収容されており、受圧室ｆ１等の液圧変動を吸収するようになっている。

そして、この実施形態３に係るエンジンマウントＡ’によっても、前記した実施形態１、２等と同様の作用効果が得られ、シェイク振動からアイドル振動までをカバーする広い周波数域の振動を吸収、減衰して、車両の乗り心地を改善することができる。

尚、同図(b)に示す変形例は、同図(a)に示すマウントＡ’においてオリフィス盤４を上下に反転させ、その受圧室ｆ１側に中間液室ｆ３を設けたものである。

（他の実施形態）
本発明に係る防振装置の構成は前記した実施形態１〜３等に限定されることなく、その以外の種々の構成をも包含する。例えば前記の各実施形態等においては、第１及び第２オリフィス通路Ｐ１，Ｐ２のうち、第２オリフィス通路Ｐ２が相対的に長く形成されているが、これに限らずその断面積が相対的に大きくてもよく、要するに第２オリフィス通路Ｐ２がより高周波側にチューニングされていればよい。

また、メンブラン４２に形成する連通孔４２ａの大きさは、上述したようにエンジンマウントの特性を左右する重要なものであるから、メンブラン４２の大きさや厚み、ゴム硬度等も考慮した上で、マウントに要求される特性に応じて実験等により設定すべきであるが、例えばメンブラン４２の厚みが１．０〜５．０ｍｍくらいの場合に、連通孔４２ａの直径は２．０〜１０．０ｍｍの範囲に設定すればよいと考えられ、図４の例からは概略３．０〜６．０ｍｍの範囲が特に好ましいと言える。連通孔４２ａは必ずしもメンブラン４２の中央に設けなくてもよい。

また、前記の各実施形態等では、受圧室ｆ１と平衡室ｆ２とをオリフィス盤４によって仕切っていて、このオリフィス盤４に中間液室ｆ３を設けているが、これに限らず、両室ｆ１，ｆ２を仕切る仕切部材とは別にオリフィス通路Ｐ１，Ｐ２や中間液室ｆ３を設けてもよい。

さらに、前記の各実施形態等では、本発明の防振装置をいわゆる縦置きのエンジンマウントＡ，Ａ’に適用しているが、これに限らず、横置きのエンジンマウントにも適用することもできるし、エンジンマウントに限らずサスペンションブッシュ等に適用することも可能であり、そればかりか自動車用以外の防振装置にも適用可能と考えられる。

以上、説明したように本発明に係る防振装置は、２つのオリフィス通路の相互作用によって、従来になく広い周波数域に亘り高い減衰作用を得ることができるので、自動車用のエンジンマウントに適用すれば乗り心地の向上に極めて効果が高い。

実施形態１に係るエンジンマウントの構造を一部分、断面で示す斜視図である。 同オリフィス盤の構造を示す分解斜視図である。 オリフィス通路の相互作用を説明するためのマウントの模式図である。 メンブランの連通孔の大きさを変えて、減衰特性の変化を示すグラフ図である。 相対的に振幅が大きいときの動ばね及び減衰の特性を示すグラフ図である。 相対的に振幅が小さなときについての図５相当図である。 実施形態１の変形例に係る図１相当図である。 実施形態２に係る図１相当図である。 実施形態３及びその変形例に係るマウントの構造を示す縦断面図である。

Ａ，Ａ’ エンジンマウント（液体封入式防振装置）
Ｆ 液室
ｆ１ 受圧室（主液室）
ｆ２ 平衡室（第１副液室）
ｆ３ 中間液室（第２副液室）
Ｐ１ 第１オリフィス通路
Ｐ２ 第２オリフィス通路
Ｚ 軸線（主振動入力方向）
１ インナ金具（連結金具）
２ ゴム弾性体
３ アウタ金具（連結金具）
４ オリフィス盤（仕切部材）
４０ 外側部材
４１ 内側部材（区画壁）
４２ メンブラン（弾性膜部材）
４２ａ 連通孔
４３ 可動板

Claims (3)

1. 被支持側の第１連結金具と、これにゴム弾性体によって連結された支持側の第２連結金具と、そのゴム弾性体の変形に伴い容積が変化するように両金具間に形成された主液室と、この主液室に第１のオリフィス通路によって連通された第１の副液室と、を備えた液体封入式の防振装置であって、
   前記主液室又は第１副液室のうちのいずれか一方の液室に、第２のオリフィス通路によって連通された第２の副液室を備え、その第２オリフィス通路は、前記第１オリフィス通路よりも短いか断面積が大きいかの少なくとも一方とされており、
   前記主液室又は第１副液室のうちの他方の液室と前記第２副液室との間が弾性膜部材によって区画されるとともに、この弾性膜部材には前記他方の液室と第２副液室とを連通するように所定寸法の連通孔が形成され、
   さらに、前記一方の液室と前記第２副液室との間には区画壁が設けられるとともに、この区画壁には前記一方の液室及び第２副液室の液圧を受けて移動し、該両室の液圧変動を吸収するように可動板が配設されている
   ことを特徴とする液体封入式防振装置。
2. 前記主液室と前記第１副液室とを仕切る仕切部材を備え、この仕切部材に前記第１及び第２オリフィス通路が形成されるとともに、前記可動板も配設され、
   さらに、前記仕切部材には、前記第１副液室に臨んで開口する凹部が形成され、この開口が前記弾性膜部材によって覆われることで第２副液室が形成されている、請求項１に記載の液体封入式防振装置。
3. 前記第１及び第２連結金具の一方が主荷重入力方向に延びる柱状とされ、他方は、該一方の連結金具の外周側に離間した筒状とされ、
   前記仕切部材は前記他方の連結金具の内側に嵌め込まれて、前記主荷重入力方向の一側に主液室を、また、他側に第１副液室を区画するものであり、
   前記仕切部材の凹部の開口を覆う前記弾性膜部材の略中央に連通孔が形成される一方、その凹部の底壁が前記主液室と第２副液室とを区画する区画壁とされ、この区画壁に可動板が配設されている、請求項２に記載の液体封入式防振装置。

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